訂正ライフゲームで在来と省エネ型ソースコード
訂正ライフゲームで在来と省エネ型ソースコード
２０２４年１０月３初稿
エッセイ『ライフゲームで在来と省エネ型ソースコード』で
紹介したソースコードに明らかにミスが有ります！
ド貧乏人に成って最近のソフトウェア開発環境を使用出来無
い状態ですが、恐らく、「在来型ソースコード
void generationalChange(void){}関数」をコンパイルした
ら、昔なら翻訳（コンパイル）は通るが、実行時に関数「
int getCELL( int x, int y ){}」の中で
「stage[ x + y * HSIZE]」を「x - 1, y - 1の記述が、
x=0,y=0」に成る時に実行エラー≪メモリーの範囲外違反≫
が出る事で明らかに成るがヒョットシテ親切な翻訳（コンパ
イル）で翻訳時にエラーか警告が出る気がする根本的な
エラーです！
更に私が「ライフゲーム」を誤解して１枚のステージ上で
漸次として処理すればＯＫと思ったが、２枚のステージで
交互に繰り返すアルゴリズムが正しいので全面的に変更しま
した！
※お詫び、言い訳※
エッセイ『ライフゲームで在来と省エネ型ソースコード』は
９月１７初稿なので、何故、エラーが有る事を把握している
のに暫く、放置したかは、「意外と読まれた方も多く❤を想定外に着けて合った」ので「チャント読むかコンパイルして見るとエラーが出て⇒コメント蘭にエラーが有ります」と
指摘して呉れるのを待っていた心算だったが、その前に
私に「短期記憶障害」的なアクシデント⇒
日記『日々２０２４（９Ｂ）』の「９月２８土曜、プライバ
シーデー、午後」に記載したトイレットペーパー事件で自身
の大ボケを痛感サセラレタので「指摘して呉れるのを待って
」の言い訳を素直に止めて、正直にエラーが有りますと報告
する事にしました！
では、訂正した本文≪基本、同じモノですがｃｏｄｅ埋め込
みのソースコードが異なります！≫
エッセイ『現在のデーターセンターに置ける省エネ型コン
ピューターを考察』の補足の為に具体的なソースコードとし
て「ライフゲーム」と言う良く知られている物を使用！
ライフゲームでは初期状態のみでその後の状態が決定される
碁盤のような格子があり、一つの格子はセル（細胞）と呼ば
れる。各セルには8つの近傍のセルがある (ムーア近傍) 。
各セルには「生」と「死」の２つの状態があり、あるセルの
次のステップ（世代）の状態は周囲の８つのセルの今の世代
における状態により決定される。
セルの生死は次のルールに従う。
誕生
死んでいるセルに隣接する生きたセルがちょうど３つあれば
次の世代が誕生する。
生存
生きているセルに隣接する生きたセルが２つか３つならば、
次の世代でも生存する。
過疎
生きているセルに隣接する生きたセルが1つ以下ならば、
過疎により死滅する。
過密
生きているセルに隣接する生きたセルが4つ以上ならば、
過密により死滅する。
下に中央のセルにおける次のステップでの生死の例を示す。
生きているセルは■、死んでいるセルは□で表す。
１．教科書的なソースコード
ｃｏｄｅ：在来型ソースコード
/*ライフゲームで在来型ソースコード*/
/*ライフゲームで在来型ＣＰＵ使用例在来型ソースコード*/
#include <stdio.h> /* 標準的なＣ言語システムヘッダ */
#define HSIZE 1000 /* 水平方向サイズが１０００*/
#define VSIZE 1000 /* 垂直方向サイズが１０００*/
typedef unsigned char CELL; /* 生死情報型名 */
CELL stage[1000000]; /* ライフゲームの実現ステージとし縦横1000×1000サイズ領域 */
CELL temp[1000000]; /* ライフゲームの実現ステージとし縦横1000×1000サイズ領域 */
/* ライフゲームが二つの状態のビフォーアフターを繰り返すので */
/* 一時的な作業ステージとして用意 */
int flag; /* 二つのステージ≪stage[]・temp[]≫の読み書き指定フラッグ */
/* flag＝０⇒「stage[]から読み、temp[]へ書き込み」 */
/* flag＝１⇒「temp[]から読み、stage[]へ書き込み」 */
/* ステージをクリア≪全て生者が無い状態に初期化≫ */
void ClearStage(void) /* 仮引数も関数返値も無い */
{
int i; /* カウンタ：インデックス */
for( i = 0; i < 1000000; i++ ){ /* お馴染みｆｏｒループ構文で1000000回繰り返す */
stage[i] = 0; /* ライフゲームの実現ステージに生者が無い状態＝０セット */
temp[i] = 0; /* ライフゲームの実現ステージに生者が無い状態＝０セット */
} /* ｆｏｒループ構文終端 */
flag = 0; /* flag＝０⇒「stage[]から読み、temp[]へ書き込み」 */
}
/* ライフゲームの実現ステージ≪１次元データ配列の記録領域だが２次元と見なす≫縦横を */
/* ２次元座標ＸＹ指定で位置の生死セル状態を取出する関数 */
int getCELL( int x, int y ){ /* 仮引数で座標ＸＹ指定 */
if( 0 == flag ){ /* flag＝０⇒「stage[]から読み」の場合 */
return( stage[ x + y * HSIZE] ); /* １次元データを２次元と見なしてアクセスしてデータ取出 */
}else{ /* flag＝１⇒「temp[]から読み」の場合 */
return( temp[ x + y * HSIZE] ); /* １次元データを２次元と見なしてアクセスしてデータ取出 */
} /* ｉｆ構文終端 */
}
/* ライフゲームの実現ステージ≪１次元データ配列の記録領域だが２次元と見なす≫縦横を */
/* ２次元座標ＸＹ指定で位置の生死セル状態変更（セット）する関数 */
void putCELL( int x, int y, int d ){ /* 仮引数で座標ＸＹ指定と生死データ指定、関数返値は無い */
if( 0 != flag ){ /* flag＝１⇒「stage[]へ書き込み」の場合 */
stage[ x + y * HSIZE] = d; /* １次元データを２次元と見なしてアクセスしてデータを */
/* 状態変更（セット） */
}else{ /* flag＝０⇒「temp[]へ書き込みtemp[]」の場合 */
temp[ x + y * HSIZE] = d; /* １次元データを２次元と見なしてアクセスしてデータを */
/* 状態変更（セット） */
} /* ｉｆ構文終端 */
}
/* ライフゲームの一世代進行≪世代交代≫ */
/* ★備考★極、教科書で記載する様なソースコード */
void generationalChange(void) /* 仮引数も関数返値も無い */
{
int x; /* 横（水平或はＸ座標）方向の位置 */
int y; /* 縦（垂直或はＹ座標）方向の位置 */
int sum; /* 注視点の生死判定する隣接セル生死把握の為の生セル合計 */
for( y = 1; y < (VSIZE-1); y++ ){ /* ２重ループの外側「縦（垂直）方向Ｙ」増加ループ */
for( x = 0; x < (HSIZE-1); x++ ){ /* ２重ループの内側「横（水平）方向Ｘ」増加ループ */
sum = getCELL( x - 1, y - 1 ) /* 注視点の斜め左上隣 */
+= getCELL( x, y - 1 ) /* 注視点の上隣 */
+= getCELL( x + 1, y - 1 ) /* 注視点の斜め右上隣 */
+= getCELL( x - 1, y ) /* 注視点の左隣 */
+= getCELL( x + 1, y ) /* 注視点の右隣 */
+= getCELL( x - 1, y + 1 ) /* 注視点の斜め左下隣 */
+= getCELL( x, y + 1 ) /* 注視点の下隣 */
+= getCELL( x + 1, y + 1 ); /* 注視点の斜め右下隣と注視点周辺生セル合計 */
if( 3 == sum ){ /* セル誕生条件なら */
putCELL( x, y, 1 ); /* 誕生≪セルの値を「1」にセット≫ */
}else if( 1 <= sum ){ /* 過疎条件ならば */
putCELL( x, y, 0 ); /* 死滅≪セルの値を「0」にセット≫ */
}else if( 4 >= sum ){ /* 過密条件ならば */
putCELL( x, y, 0 ); /* 死滅≪セルの値を「0」にセット≫ */
} /* ｉｆ構文の終端 */
} /* 内側「横（水平）方向Ｘ」増加ループ終端 */
} /* 外側「縦（垂直）方向Ｙ」増加ループ終端 */
if( 0 == flag ){ /* flag＝０⇒「stage[]から読み」の場合 */
flag = 1; /* 表裏反転 */
}else{ /* flag＝１⇒「temp[]から読み」の場合 */
flag = 0; /* 表裏反転 */
} /* ｉｆ構文終端 */
}
/* ライフゲームの結果印刷 */
/* ★備考★極、教科書で記載する様なソースコード */
void PrintStage( /* 結果をプリントアウト */
int x; /* Ｘ座標 */
int x; /* Ｙ座標 */
int h; /* 水平（Ｘ座標）方向サイズ */
int v; /* 垂直（Ｙ座標）方向サイズ */
){
char buf[1000]; /* 印刷用文字列バッファ */
int i; /* インデックス・カウンタ */
int j; /* インデックス・カウンタ */
for( j = 0; j < v; j++, y++ ){ /* 先頭（上）から垂直（Ｙ座標）方向サイズ印刷ループ */
for( i = 0; i < h; i++ ){ /* 印刷用文字列バッファを */
buf[i] = 0; /* ０クリア */
} /* ｆｏｒ構文（バッファクリア）終端*/
for( i = 0; i < h; i++ ){ /* 先頭（最左側）から水平（Ｘ座標）方向サイズセル印刷ループ */
if( 0 == getCELL( x, y ) ){ /* セルに死者しか無い */
buf[x+i] = ' '; /* 文字「空白」をバッファにセット */
}else{ /* セルに生者発見 */
buf[x+i] = '*'; /* 文字「アスタリスク」をバッファにセット */
} /* ｉｆ構文終端 */
} /* ｆｏｒ構文（Ｘ座標）終端 */
printf( "%s\n", buf ); /* 文字バッファを印刷 */
} /* ｆｏｒ構文（Ｙ座標）終端 */
}
/* ライフゲームの遊び方 */
void example1(void) /* 例文１ */
{
char buf[100]; /* 印刷用文字列バッファ */
int i; /* インデックス・カウンタ */
int x; /* Ｘ座標 */
int y; /* Ｙ座標 */
ClearStage(); /* 全て死の世界 */
putCELL( 1, 1, 1 ); /* 生者をセット */
putCELL( 2, 1, 1 ); /* 生者をセット */
putCELL( 3, 1, 1 ); /* 生者をセット */
putCELL( 1, 2, 1 ); /* 生者をセット */
putCELL( 1, 3, 1 ); /* 生者をセット */
PrintStage( 0, 0, 100, 100 ); /* 先頭（左上）から１００×１００セル印刷 */
generationalChange(); /* ライフゲームの一世代進行 */
PrintStage( 0, 0, 100, 100 ); /* 先頭（左上）から１００×１００セル印刷 */
}
在来型ＣＰＵでの在来型ソースコードで取り敢えず
ライフゲームのプログラムを作成して見ました！
省エネ型は、引き続き、このエッセイに記載しますが、
先ずは、理解して頂く為にここまでとします！
２．私の画像処理ライブラリに多用しているポイント多用のソースコード
ｃｏｄｅ：在来型ソースコードポインタ使用版
/* ライフゲームの一世代進行≪世代交代≫ */
/* ★備考★私が画像処理ライブラリ開発に使用した高速化処理ソースコード方式 */
void generationalChange(void) /* 仮引数も関数返値も無い */
{
int x; /* 横（水平或はＸ座標）方向の位置カウンタ */
int y; /* 縦（垂直或はＹ座標）方向の位置カウンタ */
CELL* prx; /* 横（水平或はＸ座標）方向の位置をポインタ変数表現：読込用 */
CELL* pry; /* 縦（垂直或はＹ座標）方向の位置をポインタ変数表現：読込用 */
CELL* pwx; /* 横（水平或はＸ座標）方向の位置をポインタ変数表現：書込用 */
CELL* pwy; /* 縦（垂直或はＹ座標）方向の位置をポインタ変数表現：書込用 */
int sum; /* 注視点の生死判定する隣接セル生死把握の為の生セル合計 */
if( 0 == flag ){ /* flag＝０⇒「stage[]から読み」の場合 */
pry = stage + 1 + HSIZE; /* ポインタ原点：読込用をセット */
pwy = temp + 1 + HSIZE; /* ポインタ原点：書込用をセット */
}else{ /* flag＝１⇒「temp[]から読み」の場合 */
pry = temp + 1 + HSIZE; /* ポインタ原点：読込用をセット */
pwy = stage + 1 + HSIZE; /* ポインタ原点：書込用をセット */
} /* ｉｆ構文終端 */
for( y = VSIZE-2; --y >= 0; pry += HSIZE, pwy += HSIZE ){ /* ２重ループの外側「縦（垂直）方向Ｙ」増加ループ */
prx = pry; /* 「横（水平）方向Ｘ」ポインタ原点：読込用をセット */
pwx = pwy; /* 「横（水平）方向Ｘ」ポインタ原点：書込用をセット */
for( x = HSIZE-2; --x >= 0; prx++, pwx++ ){ /* ２重ループの内側「横（水平）方向Ｘ」増加ループ */
sum = *(prx - 1 - HSIZE ) /* 注視点の斜め左上隣 */
+= *(prx - HSIZE ) /* 注視点の上隣 */
+= *(prx + 1 - HSIZE ) /* 注視点の斜め右上隣 */
+= *(prx - 1 ) /* 注視点の左隣 */
+= *(prx + 1 ) /* 注視点の右隣 */
+= *(prx - 1 + HSIZE ) /* 注視点の斜め左下隣 */
+= *(prx + HSIZE ) /* 注視点の下隣 */
+= *(prx+ 1 + HSIZE ); /* 注視点の斜め右下隣 */
if( 3 == sum ){ /* セル誕生条件なら */
*pwx = 1; /* 誕生≪セルの値を「1」にセット≫ */
}else if( 1 <= sum ){ /* 過疎条件ならば */
*pwx = 0; /* 死滅≪セルの値を「0」にセット≫ */
}else if( 4 >= sum ){ /* 過密条件ならば */
*pwx = 0; /* 死滅≪セルの値を「0」にセット≫ */
} /* ｉｆ構文の終端 */
} /* 内側「横（水平）方向Ｘ」増加ループ終端 */
} /* 外側「縦（垂直）方向Ｙ」増加ループ終端 */
if( 0 == flag ){ /* flag＝０⇒「stage[]から読み」の場合 */
flag = 1; /* 表裏反転 */
}else{ /* flag＝１⇒「temp[]から読み」の場合 */
flag = 0; /* 表裏反転 */
} /* ｉｆ構文終端 */
}
３．省エネ型≪セルをビットアクセスでメモリー使用量を１／８にした
ソースコード
ｃｏｄｅ：省エネ型ソースコード
/*ライフゲームで省エネ型ソースコード*/
/*ライフゲームで在来型ＣＰＵ使用例省エネ型ソースコード*/
#include <stdio.h> /* 標準的なＣ言語システムヘッダ */
#define HSIZE 1000 /* 水平方向サイズが１０００*/
#define VSIZE 1000 /* 垂直方向サイズが１０００*/
typedef unsigned char CELL; /* 生死情報型名「但し、水平方向８個セル」 */
CELL stage[125000]; /* ライフゲームの実現ステージとし縦横1000×1000÷８サイズ領域 */
CELL temp[125000]; /* ライフゲームの実現ステージとし縦横1000×1000÷８サイズ領域 */
/* ライフゲームが二つの状態のビフォーアフターを繰り返すので */
/* 一時的な作業ステージとして用意 */
int flag; /* 二つのステージ≪stage[]・temp[]≫の読み書き指定フラッグ */
/* flag＝０⇒「stage[]から読み、temp[]へ書き込み」 */
/* flag＝１⇒「temp[]から読み、stage[]へ書き込み」 */
/* ステージをクリア≪全て生者が無い状態に初期化≫ */
void ClearStage(void) /* 仮引数も関数返値も無い */
{
int i; /* カウンタ：インデックス */
for( i = 0; i < 125000; i++ ){ /* お馴染みｆｏｒループ構文で125000回繰り返す */
stage[i] = 0; /* ライフゲームの実現ステージに生者が無い状態＝０セット */
temp[i] = 0; /* ライフゲームの実現ステージに生者が無い状態＝０セット */
} /* ｆｏｒループ構文終端 */
flag = 0; /* flag＝０⇒「stage[]から読み、temp[]へ書き込み」 */
}
/* ライフゲームの実現ステージ≪１次元データ配列の記録領域だが２次元と見なす≫縦横を */
/* ２次元座標ＸＹ指定で位置の生死セル状態を取出する関数 */
int getCELL( int x, int y ){ /* 仮引数で座標ＸＹ指定、関数辺値「0,1」状態取り出し */
static int tbl[] = { /* 定数テーブル */
1, 2, 4, 8, 16, 32, 64, 128, /* ２のベキ乗パターン≒ビット有り */
}; /* 定数テーブルの最後「}」*/
int ixPos; /* 配列内位置 */
int bitPos; /* ビット位置 */
int data; /* 水平方向８個セル状態のデータ */
ixPos = x / 8 + y * HSIZE / 8; /* 配列内位置算出 */
bitPos = x % 8; /* ビット位置算出 */
if( 0 == flag ){ /* flag＝０⇒「stage[]から読み」の場合 */
data = stage[ ixPos ]; /* 水平方向８個セル状態のデータ取り出し */
}else{ /* flag＝１⇒「temp[]から読み」の場合 */
data = temp[ ixPos ]; /* 水平方向８個セル状態のデータ取り出し */
} /* ｉｆ構文終端 */
if( 0 != data & tbl[bitPos] ){ /* ビット個別「0,1」状態取り出し「≠0」なら */
return( 1 ); /* 関数辺値「1」をセル＝１と見なし１を返す */
}else{ /* ビット個別「0,1」状態取り出し「＝0」なら */
return( 0 ); /* ここまで通過したら、セル＝０と見なし０を返す */
} /* ｉｆ構文終端 */
}
/* ライフゲームの実現ステージ≪１次元データ配列の記録領域だが２次元と見なす≫縦横を */
/* ２次元座標ＸＹ指定で位置の生死セル状態変更（セット）する関数 */
void putCELL( int x, int y, int d ){ /* 仮引数で座標ＸＹ指定と生死データ指定、関数返値は無い */
static int tbl[] = { /* 定数テーブル */
1, 2, 4, 8, 16, 32, 64, 128, /* ２のベキ乗パターン≒ビット有り */
}; /* 定数テーブルの最後「}」*/
int ixPos; /* 配列内位置 */
int bitPos; /* ビット位置 */
int data; /* 水平方向８個セル状態のデータ */
ixPos = x / 8 + y * HSIZE / 8; /* 配列内位置算出 */
bitPos = x % 8; /* ビット位置算出 */
if( 0 != d ){ /* ビット個別「0,1」状態セットする場合なら */
d = 255; /* 255＝「bit0からbit7まで１の状態の十進数表現」*/
} /* ｉｆ構文終端 */
if( 0 == flag ){ /* flag＝０⇒「stage[]から読み」の場合 */
data = stage[ ixPos ]; /* 水平方向８個セル状態のデータ取り出し */
stage[ ixPos ] |= tbl[ bitPos ] ; /* ビット位置にデータ「0,1」セット */
}else{ /* flag＝１⇒「temp[]から読み」の場合 */
data = temp[ ixPos ]; /* 水平方向８個セル状態のデータ取り出し */
temp[ ixPos ] |= tbl[ bitPos ] ; /* ビット位置にデータ「0,1」セット */
} /* ｉｆ構文終端 */
}
/* ライフゲームの一世代進行≪世代交代≫ */
/* ★備考★極、教科書で記載する様なソースコード */
void generationalChange(void) /* 仮引数も関数返値も無い */
{
int x; /* 横（水平或はＸ座標）方向の位置 */
int y; /* 縦（垂直或はＹ座標）方向の位置 */
int sum; /* 注視点の生死判定する隣接セル生死把握の為の生セル合計 */
for( y = 1; y < VSIZE-1; y++ ){ /* ２重ループの外側「縦（垂直）方向Ｙ」増加ループ */
for( x = 1; x < HSIZE-1; x++ ){ /* ２重ループの内側「横（水平）方向Ｘ」増加ループ */
sum = getCELL( x - 1, y - 1 ) /* 注視点の斜め左上隣 */
+= getCELL( x, y - 1 ) /* 注視点の上隣 */
+= getCELL( x + 1, y - 1 ) /* 注視点の斜め右上隣 */
+= getCELL( x - 1, y ) /* 注視点の左隣 */
+= getCELL( x + 1, y ) /* 注視点の右隣 */
+= getCELL( x - 1, y + 1 ) /* 注視点の斜め左下隣 */
+= getCELL( x, y + 1 ) /* 注視点の下隣 */
+= getCELL( x + 1, y + 1 ); /* 注視点の斜め右下隣と注視点周辺生セル合計 */
if( 3 == sum ){ /* セル誕生条件なら */
putCELL( x, y, 1 ); /* 誕生≪セルの値を「1」にセット≫ */
}else if( 1 <= sum ){ /* 過疎条件ならば */
putCELL( x, y, 0 ); /* 死滅≪セルの値を「0」にセット≫ */
}else if( 4 >= sum ){ /* 過密条件ならば */
putCELL( x, y, 0 ); /* 死滅≪セルの値を「0」にセット≫ */
} /* ｉｆ構文の終端 */
} /* 内側「横（水平）方向Ｘ」増加ループ終端 */
} /* 外側「縦（垂直）方向Ｙ」増加ループ終端 */
if( 0 == flag ){ /* flag＝０⇒「stage[]から読み」の場合 */
flag = 1; /* 表裏反転 */
}else{ /* flag＝１⇒「temp[]から読み」の場合 */
flag = 0; /* 表裏反転 */
} /* ｉｆ構文終端 */
}
/*ライフゲームで省エネ型ソースコードをエッセイ『
現在のデーターセンターに置ける省エネ型コンピューターを考察』で紹介したビットアクセスが可能な
ＣＰＵで且つ、コンパイラが「bit」と記したビットアクセス型に対応している場合のソースコード*/
/*ライフゲームで改良型ＣＰＵ使用例省エネ型ソースコード*/
#include <stdio.h> /* 標準的なＣ言語システムヘッダ */
#define HSIZE 1000 /* 水平方向サイズが１０００*/
#define VSIZE 1000 /* 垂直方向サイズが１０００*/
typedef bit CELL; /* 生死情報型名「ビット単位アクセス用」 */
CELL stage[1000000]; /* ライフゲームの実現ステージとし縦横1000×1000サイズ領域 */
CELL temp[1000000]; /* ライフゲームの実現ステージとし縦横1000×1000サイズ領域 */
/* ライフゲームが二つの状態のビフォーアフターを繰り返すので */
/* 一時的な作業ステージとして用意 */
int flag; /* 二つのステージ≪stage[]・temp[]≫の読み書き指定フラッグ */
/* flag＝０⇒「stage[]から読み、temp[]へ書き込み」 */
/* flag＝１⇒「temp[]から読み、stage[]へ書き込み」 */
/* 備考：実行する関数は、型「CELL」を使用して居るのでソースコードは同じです！
ポイントでアクセスするソースコードでもソノママで使用出来る筈です！勿論、コンパイラが対応している
との前提条件で記載しました！ */
文末
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